పదార్థాల పరిచయం: ప్రకృతి మరియు లక్షణాలు
(మొదటి భాగం: పదార్థాల నిర్మాణం)
ప్రొఫెసర్ ఆశిష్ గార్గ్
డిపార్ట్ మెంట్ ఆఫ్ మెటీరియల్స్ సైన్స్ అండ్ ఇంజినీరింగ్
ఇండియన్ ఇన్ స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ, కాన్పూర్
ఉపన్యాసం – 17
ఘన ద్రావణాలు మిశ్రమాలు
ఈ ఉపన్యాసంలో, ఒకటి లేదా రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ అంశాలను కలపడం ద్వారా ఏర్పడిన మెటాలిక్ కాంటెక్స్ట్ మరియు అలాయ్స్ లో ఘన పరిష్కారాల గురించి మనం మాట్లాడుకుందాం. కాబట్టి, నేను మొదట చివరి ఉపన్యాసం ప్రారంభాన్ని పునశ్చరణ చేస్తాను.
(స్లైడ్ టైమ్ రిఫర్ చేయండి: 00:33)
కాబట్టి, చివరి తరగతిలో, మేము ఇంటర్స్టిసెస్ గురించి తెలుసుకున్నాము. అంతర నిర్మాణాలు స్ఫటిక నిర్మాణాలలో ఉన్న శూన్యాలు తప్ప మరేమీ కాదు. మరియు మనం ఆందోళన చెందుతున్న రెండు రకాల రంధ్రాలు ఉన్నాయి, ఒకటి టెట్రాహెడ్రల్, మరియు రెండవది అష్టాహెడ్రల్.
కాబట్టి, టెట్రాహెడ్రల్ శూన్యం 4-రెట్లు సమన్వయంతో ఉంటుంది ఎందుకంటే ఇది నాలుగు మూలలు ఉన్న శరీరం. కాబట్టి, ఫలితంగా లోపల కూర్చున్న మలినానికి నలుగురు పొరుగువారు ఉన్నారు. ఆక్టాహెడ్రల్ 6 రెట్లు సమన్వయ శూన్యత మరియు ఒకవేళ మీకు రెగ్యులర్ టెట్రాహెడ్రాన్ మరియు రెగ్యులర్ ఆక్టాహెడ్రాన్ ఉన్నట్లయితే, ఎఫ్ సిసి మరియు హెచ్ సిపి నిర్మాణాలు ఉన్నట్లయితే, శూన్యంలో టెట్రాహెడ్రల్ లో ఫిట్ అయ్యే పరమాణువు యొక్క పరిమాణం హోస్ట్ పరమాణువు యొక్క వ్యాసార్థం 0.225. ఇది టెట్రాహెడ్రల్ శూన్యాన్ని వక్రీకరించకుండా ఉంటుంది.
అదేవిధంగా, ఆర్అక్టోబర్ 0.414ఆర్ కాబట్టి, ఆక్టాహెడ్రల్ లేదా టెట్రాహెడ్రల్ ను వక్రీకరించకుండా ఆక్టాహెడ్రల్, టెట్రాహెడ్రల్ మలినాల్లో సరిపోయే పరమాణువు యొక్క గరిష్ట పరిమాణం ఇది. ఎఫ్ సిసి మరియు హెచ్ సిపిలో, ప్రతి పరమాణువుకు రెండు టెట్రాహెడ్రల్ రంధ్రాలు మరియు ప్రతి పరమాణువుకు ఒక ఆక్టాహెడ్రల్ రంధ్రాలు ఉన్నాయని కూడా మేము చూశాము. బిసిసికి విషయాలు భిన్నంగా ఉంటాయి, మీకు రెగ్యులర్ ఆక్టాహెడ్రల్ లేదా టెట్రాహెడ్రల్ లేదు, అయితే మీకు ఆక్టాహెడ్రల్ మరియు టెట్రాహెడ్రల్ రంధ్రాలు ఉంటాయి మరియు వాటి లొకేషన్ మరియు నెంబర్లు విభిన్నంగా ఉంటాయి.
అందువల్ల, బిసిసిలో ఆక్టాహెడ్రల్ మరియు టెట్రాహెడ్రల్ రంధ్రాల సంఖ్యను లెక్కించమని మిమ్మల్ని కోరారు. కాబట్టి, నేను మీకు వదిలివేస్తాను, ఇంటి వ్యాయామంగా, బిసిసి నిర్మాణంలో టెట్రాహెడ్రల్ ఆక్టాహెడ్రల్ రంధ్రాల స్థానం అదేనా? మరియు వారి సంఖ్య ఏమిటి?
మరియు మీరు లెక్కించవచ్చు, అక్కడ సరిపోయే పరమాణువు పరిమాణం ఎంత? టెట్రాహెడ్రల్ మరియు ఆక్టాహెడ్రల్ సైట్ లు విభిన్నంగా ఉంటాయి, అవి రెగ్యులర్ గా ఉండవు కనుక మీరు అక్కడ కొంచెం జాగ్రత్తగా ఉండాలి. ఫలితంగా, మీరు కనీస పరిమాణం, కనీస సైడ్ పొడవు వద్ద ఉండాలి. కాబట్టి, ఇప్పుడు, ఈ ఉపన్యాసంలో, మేము దృఢమైన పరిష్కారాల గురించి మాట్లాడతాము.
(స్లైడ్ టైమ్ రిఫర్ చేయండి: 03:30)
ఘన ద్రావణాలు ద్రవ ద్రావణాల వలే నే ఉంటాయి. అవి రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పరమాణువుల ద్రావణం. కాబట్టి, ప్రాథమికంగా దాని అర్థం ఏమిటి? కాబట్టి, మీకు కొంత నిర్మాణం యొక్క జాలకం ఉంది, నేను మొదట 3డిలోకి ప్రవేశించకుండా 2-డి డయాగ్రమ్ గీస్తాను. కాబట్టి, మీకు హోస్ట్ జాలకం యొక్క ఈ పరమాణువులు ఉన్నాయి. ఇప్పుడు, వాస్తవానికి, ఇది చాలా వ్యాకోచిస్తోంది, కానీ ఇది వాస్తవంలో విస్తరించలేదు. కాబట్టి, మలిన పరమాణువు ఇక్కడకు వెళ్ళవచ్చు, చిన్న మలిన పరమాణువు లేదా మలిన అణువు ఇక్కడకు వెళ్ళవచ్చు.
ప్రశ్న ఏమిటంటే, మీరు ఎలా ఏర్పాటు చేస్తారు? అయితే, కొంత కోణంలో, ఘన ద్రావణాలు ద్రవ ద్రావణాల వలే ఉంటాయి మరియు మీరు నీటిలో రెండు ద్రవాలు లేదా చక్కెర లేదా ఉప్పును నీటిలో కలిపినప్పుడు వంటి సారూప్యత కలిగి ఉంటాయి. కాబట్టి, నీటిలో కరిగిపోయే ఉప్పు అణువులు లేదా చక్కెర అణువులు నీటిలో కరిగిపోతాయి, కానీ నీరు అరూప నిర్మాణం లేదా పరమాణువులు వెళ్ళే చోట కాలవ్యవధి ఉండదు కాబట్టి, అది తక్కువ పర్యవసానం కూడా.
మరియు నీరు సాధారణంగా వదులుగా నిర్మాణాత్మక దశ. ఫలితంగా, మలిన పరమాణువులు ఉప్పు పరమాణువులు లేదా కొన్ని ఇతర పరమాణువులు వెళ్ళడానికి చాలా ఖాళీలను కలిగి ఉంటాయి, అయితే, ఉప్పు విషయంలో కూడా మీరు గమనించినట్లుగా మరియు మీరు ఉంచారు. కాబట్టి, అంతకు మించి సంతృప్త పరిమితి ఉంది, అదనపు ఉప్పు ద్రవంలో కరిగిపోవు. నీటి దశలో నిర్జల దశలో ఉన్న ఖాళీ ప్రదేశాలు ఇప్పటికే నిండి ఉంటాయి కనుక, అదనపు ఉప్పు మరియు నీటి లోపల దృఢంగా ఉన్నట్లుగా మీరు చూడవచ్చు. కాబట్టి, ఇది సంతృప్తమైనది. కాబట్టి, అప్పుడు మీరు సంతృప్తతను దాటి వెళతారు. అదేవిధంగా, ఘనపదార్థాలతో కూడా ఇదే జరుగుతుంది. ఘనపదార్థాలు కూడా కొంత మొత్తంలో ద్రావితం మాత్రమే కరిగిపోతాయి. కాబట్టి, మీకు ద్రావితం ఉంది, మరియు మీకు ద్రావణి ఉంది. కాబట్టి, ద్రావణి అతిధేయ దశ, మరియు ద్రావితం మలిన దశ. కాబట్టి, అవి చాలా సందర్భాల్లో కొంత మొత్తంలో ద్రావితం మాత్రమే కరిగిపోతాయి.
కొన్ని సందర్భాల్లో రెండు మూలకాలను ఒకదానిలో మరొకటి ఉంచవచ్చు, మరియు అవి ఇప్పటికీ ఒకే దశలో ఉన్నాయి. ఘనపదార్థాల్లో, ఏమి జరుగుతుందంటే, పరమాణువులు నియతానుసారంగా అమర్చబడతాయి. కొన్నిసార్లు మీరు మలిన పరమాణువులు కూడా ఆర్డర్ చేయబడిన నిర్మాణాలను స్వీకరించే నిర్మాణాలను చూస్తారు. కాబట్టి, వివిధ రకాల ఘన పరిష్కారాలు ఉన్నాయి, మరియు మేము ఇప్పుడు వాటిని నిర్వచిస్తాం.
(స్లైడ్ సమయాన్ని రిఫర్ చేయండి: 07:29)
కాబట్టి, మొదటి ఘన ద్రావణాన్ని ప్రత్యామ్నాయ ఘన పరిష్కారం గా పిలుస్తారు. మరియు రెండవ ఘన ద్రావణాన్ని ఇంటర్ స్టిటియల్ ఘన ద్రావణం అని అంటారు. ఒక ప్రత్యామ్నాయ ఘన ద్రావణం అంటే ద్రావితం లేదా మలిన పరమాణువు పరమాణువు ను హోస్ట్ చేయడానికి వెళుతుంది. కాబట్టి, ఇది హోస్ట్ పరమాణువు వలె అదే సైట్ ను భర్తీ చేస్తుంది లేదా ఆక్రమిస్తుంది.
అయితే, అది చేయగల విధానం, అది యాదృచ్ఛికంగా ఉండవచ్చు. కాబట్టి, ఇది యాదృచ్ఛికంగా ఎక్కడికైనా వెళ్ళవచ్చు, లేదా దానిని ఆర్డర్ చేయవచ్చు. కాబట్టి, ఇది వివిధ కారకాల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. కాబట్టి, ఉదాహరణకు, థర్మోడైనమిక్స్ ఒక ముఖ్యమైన పాత్రను పోషిస్తుంది, కాన్ఫిగరేషన్ ఎంట్రోపీ ఎక్కడికి వెళ్తు౦దో నిర్ణయి౦చడ౦లో ప్రాముఖ్యమైన పాత్ర ను పోషిస్తో౦ది, ఉష్ణోగ్రత చాలా ప్రాముఖ్యమైన పాత్ర ను పోషిస్తో౦ది. కాబట్టి, ఇది ఎంథాల్పీ, ఎంట్రోపీ మరియు ఉష్ణోగ్రత యొక్క కలయిక, ఇది ఏ నిర్మాణం యొక్క స్వేచ్ఛా శక్తిని కనిష్టంగా నిర్ణయిస్తుంది. కాబట్టి, మీకు తెలుసు .
కాబట్టి, మిక్సింగ్ యొక్క ఎంథాల్పీ ఉంది, మిక్సింగ్ యొక్క ఎంట్రోపీ ఉంది, మరియు తరువాత ఉష్ణోగ్రత పదం ఉంది. ఈ మూడు పదాలు కలిసి ప్రత్యామ్నాయం యాదృచ్ఛికంగా ఉంటుందా లేదా ప్రత్యామ్నాయం ఆదేశించబడుతుందా అని నిర్ణయిస్తుంది. ఎందుకంటే, చివరికి, స్వేచ్ఛా శక్తిని తగ్గించాలి. కాబట్టి, మిక్సింగ్ యొక్క ఉచిత శక్తి వివరాలలోకి నేను వెళ్ళను, కానీ పోర్టర్ ఈస్టర్లింగ్ మరియు మెటీరియల్స్ ద్వారా ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫర్మేషన్స్ వంటి థర్మోడైనమిక్స్ పై ఏదైనా ప్రాథమిక పుస్తకాన్ని పరిశీలించమని నేను మీకు సిఫార్సు చేస్తాను. ఆ పుస్తకం యొక్క రెండవ అధ్యాయం రెండు అంశాల కలయికను అర్థం చేసుకోవడానికి చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది.
(స్లైడ్ టైమ్ రిఫర్ చేయండి: 10:03)
కాబట్టి, మరియు రెండవ ఘన పరిష్కారం ఇంటర్స్టిటియల్ ఘన పరిష్కారాలు. ఇంటర్ స్టీస్ లు టెట్రాహెడ్రల్ సైట్ లేదా ఆక్టాహెడ్రల్ సైట్ కు వెళ్లవచ్చని మనకు తెలుసు. కాబట్టి, పరమాణువు యొక్క పరిమాణం మరియు హోస్ట్ దశ యొక్క నిర్మాణాన్ని బట్టి, ఎఫ్ సిసి, బిసిసి, హెచ్ సిపి, మలిన పరమాణువు ఈ సైట్లలో దేనికైనా వెళ్లాలని నిర్ణయించుకోవచ్చు.
(స్లైడ్ టైమ్ రిఫర్ చేయండి: 10:55)
కాబట్టి, ఉదాహరణకు, నేను కొంచెం దగ్గరగా నిర్మాణాన్ని చేయనివ్వండి. కాబట్టి, ఇది మీ బి పరమాణువు అని చెప్పనివ్వండి, మరియు ఇది మీ పరమాణువు. కాబట్టి, A అనేది అతిధేయ దశ, మరియు బి అనేది ద్రావితం. కెమిస్ట్రీ పరంగా, మీరు దీనిని సాల్వెంట్ ఫేజ్ హోస్ట్ జాలకం అని అంటారు. కాబట్టి, ఇది యాదృచ్ఛిక ప్రత్యామ్నాయ ఘన పరిష్కారం. కాబట్టి, ఇక్కడ, మీరు మీ ఘన పరిష్కారం యాదృచ్ఛికంగా ఉందని చూడవచ్చు, మరియు మీరు ఇక్కడ జాలకాన్ని నిర్మించవచ్చు, కానీ మీ జాలకం ఇప్పుడు మారింది. ఎందుకంటే మీరు మీ ఆదిమ, ఆదిమ ేతర జాలక భావనను గుర్తుంచుకుంటే, జాలకం, ఈ సందర్భంలో, ఇకపై చిన్న నీలం చతురస్రం కాదు, బదులుగా ఇది పెద్దదిగా మారింది, ఇది జాలకంగా మారింది. కాబట్టి, దీనిని ఆర్డర్డ్ సబ్ స్టిట్యూషన్ సాలిడ్ సొల్యూషన్ అని అంటారు. మలిన గాఢత కొంచెం పెద్దదైనప్పుడు ఇది సాధారణంగా జరుగుతుంది.
కాబట్టి, యాదృచ్ఛిక ఘన ద్రావణాలు తక్కువ గాఢత వద్ద ఏర్పడతాయి, సాధారణంగా ద్రావణీయత పరిమితిలో. మరియు ఆర్డర్ చేయబడిన ప్రత్యామ్నాయాలు సాధారణంగా అధిక గాఢతవద్ద ఏర్పడతాయి, మరియు అవి పూర్తిగా విభిన్న నిర్మాణాలను ఏర్పరుస్తాయి. మరియు ఇంటర్స్టిటియల్ ఉదాహరణ ఇలా ఉండవచ్చు. కాబట్టి, మీ మధ్యవర్తిత్వ పరమాణువు ఇక్కడకు వెళ్ళవచ్చు, ఉదాహరణకు, యాదృచ్ఛికంగా ఎక్కడో. ఇవి మీ ఇంటర్ స్టిటియల్ సైట్ లు. ఇప్పుడు ఇంటర్ స్టిటియల్ సైట్లు మరియు రియాలిటీ వక్రీకరణకు దారితీయవచ్చు. కాబట్టి, పరమాణువు ఇంటర్ స్టిటియల్ సైట్ కంటే కొంచెం చిన్నదిగా లేదా కొంచెం పెద్దదిగా ఉండవచ్చు. కాబట్టి, ఇది పరిమాణాన్ని బట్టి టెన్సైల్ లేదా కంప్రెసివ్ ఒత్తిడిని సృష్టించవచ్చు. కాబట్టి, వాస్తవ పరిస్థితుల్లో వారు ఒత్తిడిని సృష్టిస్తారు. అదేవిధంగా, తగినంత ఘన ద్రావణం లేకపోవడం వల్ల అవి ఒత్తిడిని సృష్టిస్తుంది, ఎందుకంటే పరమాణువు యొక్క పరిమాణం ఖచ్చితంగా ఒకేవిధంగా ఉండదు; కొంత తేడా ఉండాలి. కాబట్టి, ఇది 1%, 5% మరియు 10% వ్యత్యాసం ఉందా లేదా అనేది చివరికి ఘన పరిష్కారం ఏర్పడుతుందా లేదా అని నిర్ణయిస్తుంది.
కానీ ఘన ద్రావణం ఏర్పడినట్లయితే, అప్పుడు నిర్మాణంలో ఒత్తిళ్లు ఉంటాయి. కాబట్టి, దీనిని ఇంటర్ స్టిటియల్ సాలిడ్ సొల్యూషన్ అని అంటారు. మీరు ఇంటర్ స్టిటియల్ సైట్ లను కూడా ఆర్డర్ చేసి ఉండవచ్చు. సిలికాన్ కార్బైడ్ లేదా జింక్ సల్ఫైడ్ విషయంలో మనం చూస్తాం, అయితే ఇది సాధారణంగా అయానికల్ లేదా సమయోజనీయ బంధం గల ఘనపదార్థాల విషయంలో జరుగుతుంది. లోహ ఘనపదార్థాల విషయంలో, సాధారణంగా మధ్యవర్తిత్వ ఘన ద్రావణాలు యాదృచ్ఛిక స్వభావం కలిగి ఉంటాయి. కాబట్టి, యాదృచ్ఛిక ఇంటర్ స్టిటియల్ సైట్లు యాదృచ్ఛికంగా ఆక్రమించబడ్డాయి, కానీ మాకు ఇంటర్ మెటాలిక్స్ ఉన్నాయి, మేము ఘన పరిష్కారాలను ఆదేశించాము, దీనిలో మీరు మధ్యవర్తిత్వ సైట్లలో కూడా మలినాన్ని ఆర్డర్ చేస్తారు, కానీ ఇది సాధారణంగా సమయోజనీయ లేదా అయానిక్ పాత్ర బలంగా ఉన్న సమ్మేళనాలలో మరింత సాధారణం.
(స్లైడ్ టైమ్ రిఫర్ చేయండి: 16:47)
రాగి-జింక్ అనేది ప్రత్యామ్నాయ ఘన ద్రావణానికి ఒక ఉదాహరణ. కాపర్-నికెల్ అనేది సబ్ స్టిట్యూషన్ సాలిడ్ సొల్యూషన్ కు మరో ఉదాహరణ. కాపర్-టిన్ కూడా ఘన ప్రత్యామ్నాయ ద్రావణానికి ఒక బలమైన ఉదాహరణ. కాబట్టి, ఇవి ప్రత్యామ్నాయ ఘన పరిష్కారానికి కొన్ని ఉదాహరణలు. కార్బన్ మరియు ఐరన్ ఒక అంతర ఘన ద్రావణం అని మీ ఇంటర్ స్టిటియల్ సాలిడ్ సొల్యూషన్ చెబుతుంది. కాబట్టి, ఇది ప్రాథమికంగా స్టీల్ రైట్. స్టీల్ కు ఫెరైట్ దశ ఉంటుంది, ఇది α ఫెర్రైట్, α ఫేజ్ లేదా α ఐరన్. కాబట్టి, ఇది ప్రాథమికంగా బిసిసి ఇనుము, అంతర ప్రదేశాలలో కార్బన్ పరమాణువులతో ఉంటుంది. కాబట్టి, లోహ వ్యవస్థలలో మరిన్ని ఉదాహరణలు పుష్కలంగా ఉన్నాయి, ఎందుకంటే చాలా లోహాలు అపవిత్రమైనవి, అప్పుడు మీరు 99.99% స్వచ్ఛమైనది అని చెప్పినప్పటికీ, అక్కడ 0.1% మలినం కూర్చొని ఉందని, మరియు మలినం మధ్యవర్తిత్వ లేదా ప్రత్యామ్నాయ సైట్లకు వెళ్ళవచ్చని నేను అర్థం.
(స్లైడ్ టైమ్ రిఫర్ చేయండి: 18:43)
కాబట్టి, ముందుగా కాపర్-జింక్ మిశ్రమం యొక్క ఉదాహరణను చూద్దాం. ఇది క్యూ:జెడ్ఎన్ = 50:50 తో ఉంది. కాబట్టి, 470 కంటే ఎక్కువ0సి, ఇది బిసిసి నిర్మాణాన్ని చేస్తుంది. ఈ నిర్మాణం కాపర్ లేదా జింక్ వంటిది కాదని మీరు చూడవచ్చు. ఇది బిసిసి నిర్మాణాన్ని తయారు చేస్తుంది, ఇది అస్తవ్యస్తంగా ఉంటుంది. 470 కంటే తక్కువ0సి, ఇది ఆర్డర్డ్ స్ట్రక్చర్ చేస్తుంది. కాబట్టి, 470 కంటే తక్కువ0సి, ఇది ఇలాంటిదాన్ని కోల్పోతుంది. కాబట్టి, ఇవి మీ పరమాణువులు. ఏది రాగి మరియు ఏది జింక్ అని మీకు తెలియదు. కాబట్టి, సమాన సంభావ్యత ఉంది. కాబట్టి, ఇది పైన ఉంది, 470 కంటే ఎక్కువ0సి, ఈ పరమాణువు కాపర్ అని మీకు తెలిసే అవకాశం ఉంది, మరికొన్ని జింక్, ఫలితంగా, ఇది ఒక క్రమరహిత నిర్మాణం, మరియు ఇది బిసిసి నిర్మాణం ఎందుకంటే ప్రతి పరమాణువు 50% రాగి, 50% జింక్. 470 కంటే తక్కువ0సి ఏమి జరుగుతుందంటే సైట్లకు ఒక నిర్దిష్ట ప్రాధాన్యత ఉంది. కాబట్టి, రాగి ఒక ఉపజాలాన్ని తయారు చేస్తుందని మీరు చూడవచ్చు, జింక్ మరొక ఉపజాలాన్ని తయారు చేస్తుంది, మరియు ఈ ఉపజాలాలు రెండూ ప్రకృతిలో ఆదిమ ఘనం.
కాబట్టి, ఇవి రాగి మరియు జింక్ యొక్క రెండు అంతర చొచ్చుకుపోయే క్యూబిక్ జాలకాలు, ఇవి చాలా క్రమబద్ధమైనవి. కాబట్టి, ఇది 470 కంటే తక్కువ0సి, మరియు ఇది ఎందుకు జరుగుతుంది అంటే, మీరు కాపర్ మరియు జింక్ యొక్క యాదృచ్ఛిక పంపిణీ ఉన్న ఈ కేసును చూస్తే, కాపర్-కాపర్ బాండ్లు లేదా కాపర్-జింక్ బాండ్లు లేదా జింక్-జింక్ బాండ్లకు ప్రాధాన్యత లేదు. కాబట్టి, ఏ నిర్దిష్ట రకమైన పొరుగువారికి ప్రాధాన్యత లేదు. ఈ సందర్భంలో, 470 కంటే తక్కువ0సి, కాపర్ పొరుగువారిగా జింక్ ను కలిగి ఉండటానికి ఇష్టపడుతుంది, మరియు జింక్ కాపర్ ను పొరుగువారిగా కలిగి ఉండటానికి ఇష్టపడుతుంది ఎందుకంటే ఇది ఎంథాల్పీని మారుస్తుంది. ఎంథాల్పీ సమీప పొరుగువారి సంఖ్య మరియు రకాన్ని బట్టి ఉంటుంది.
కాబట్టి, ఇది థర్మోడైనమిక్స్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, ఇది స్థిరంగా ఉంటుంది. కాబట్టి, ఇది అస్తవ్యస్తంగా ఉంది, మరియు ఇది ఆర్డర్ చేయబడిన ఘన పరిష్కారం. క్రమరహిత ఘన ద్రావణంలో, ఇది కాపర్ పరమాణువు అని మీరు చెప్పలేరు, లేదా ఇది జింక్ పరమాణువు. సంభావ్యత ఉంది, కానీ క్రమబద్ధమైన నిర్మాణం విషయంలో, మీరు ఒక తేడాను చూపించవచ్చు, మరియు ఇది ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ నమూనాలో చాలా స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది. మీరు ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ చేసినప్పుడు, ఇది బిసిసి మెటీరియల్ వలే అస్తవ్యస్తమైన నిర్మాణానికి ఒక నమూనాను మీకు చూపుతుంది, ఇది క్యూబిక్ స్ట్రక్చర్, ప్రిమిటివ్ క్యూబిక్ కు చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది, ఇది ఆర్డర్ చేయబడ్డ కాపర్ కొరకు. ఎందుకంటే ఇక్కడ, మీరు రెండు సూపర్ లాటిస్ లను చూస్తారు, ఒకటి కాపర్, ఒకటి జింక్. కాబట్టి, వారు దానిపై తమ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటారు.
విద్యార్థి: సర్, గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఈ అస్తవ్యస్తమైన నిర్మాణాన్ని మనం కలిగి ఉండవచ్చా?
వాస్తవానికి, మీరు క్రమరహిత నిర్మాణ గది ఉష్ణోగ్రతను కలిగి ఉండవచ్చు. ఏదైనా సజల ఘన ద్రావణాలు క్రమరహితం చేయబడతాయి. ఇది చాలా అధిక రుగ్మత ఏకాగ్రత; ఇది 50:50, అయితే మీకు కాపర్ లో 1% జింక్ ఉన్నట్లయితే లేదా ఉదాహరణకు, కాపర్-నికెల్ చాలా మంచి ఉదాహరణ, కాపర్-నికెల్ అన్ని విధాలుగా ఎఫ్ సిసి. కాబట్టి, మీరు కాపర్ అంటే ఏమిటి, మరియు ఏది నికెల్ అని మీరు గుర్తించలేరు.
(స్లైడ్ టైమ్ రిఫర్ చేయండి: 23:49)
కాబట్టి, ఏ గాఢత వద్దనైనా, ప్రతి పరమాణువు రాగి మరియు నికెల్ యొక్క మిశ్రమం. ప్రతి సైట్ కాపర్ మరియు నికెల్ ఆక్రమించే సంభావ్యత వాటి భిన్నం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. కాబట్టి, కాపర్-నికెల్, 50:50, ప్రతి పరమాణువు రాగి 50% కాపర్ మరియు 50% నికెల్. నా ఉద్దేశ్యం ఇది వాస్తవం కాదు ఇది కాపర్ లేదా నికెల్ కావచ్చు, కానీ సంభావ్యత వారీగా ఇది 50% కాపర్, 50% నికెల్. ఒకవేళ ఇది 25% కాపర్, 75% నికెల్ అయితే, ఇది 25% కాపర్, 75%. కాబట్టి, ఇది అస్తవ్యస్తమైన ఘన పరిష్కారం, ఇది గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద కూడా ఎఫ్ సిసిగా ఉంటుంది.
(స్లైడ్ టైమ్ రిఫర్ చేయండి: 24:56)
లక్షణాలను మెరుగుపరచడానికి పరమాణువులను ఉద్దేశ్యపూర్వకంగా ఉంచుతారు, రెండవ దశలు, లేదా ఇతర మూలకాలు జోడించబడతాయి. కాబట్టి, ఇది చాలా సందర్భాల్లో ఉద్దేశ్యపూర్వకంగా ఉంటుంది. కొన్ని సందర్భాల్లో, ఇది అనుకోకుండా ఉంటుంది ఎందుకంటే మనం మలినాన్ని తొలగించలేము, కానీ చాలా సందర్భాల్లో, ఇది ఉద్దేశ్యపూర్వకంగా ఉదాహరణల ఉక్కు వంటిది, ఇది 2% కార్బన్ వరకు ఐరన్-కార్బన్ మిశ్రమాలు. అప్పుడు, మీకు ఇత్తడి ఉంది, మరియు ఇత్తడి అనేది రాగి-జింక్ మిశ్రమం, ఇది సుమారు 50 డబ్ల్యుటి.% జింక్ వరకు ఉంటుంది. ఆపై, మీకు బ్రాంజ్ ఉంది, ఇది రాగి-టిన్ మిశ్రమం, ఇది సుమారు 12 డబ్ల్యుటి.% వరకు ఉంటుంది. ఇప్పుడు, ఇక్కడ ఒక ఆసక్తికరమైన విషయం ఏమిటంటే, రాగి కి ఎఫ్ సిసి, జింక్ కు హెచ్ సిపి, కాపర్ కు మళ్లీ ఎఫ్ సిసి ఉన్నట్లయితే, ఇక్కడ టిన్ కు హెచ్ సిపి ఉంది లేదా దానిని బట్టి ఉంటుంది, అయితే ఇది హెచ్ సిపి. కాబట్టి ప్రశ్న ఏమిటంటే, చివరికి మిశ్రమాలు జరగబోయే నిర్మాణం ఏమిటి, ఏవైనా మార్గదర్శకాలు ఉన్నాయా? కాబట్టి, హ్యూమ్-రోథరీ నియమాలు అని పిలువబడే కొన్ని మార్గదర్శకాలు ఉన్నాయి.
(స్లైడ్ టైమ్ రిఫర్ చేయండి: 26:46)
రెండు పరమాణువుల మధ్య పరిమాణ వ్యత్యాసం 15% కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు విస్తృతమైన ఘన ద్రావణీయత సంభవిస్తుంది మరియు విద్యుత్ ప్రతికూలతలో తక్కువ వ్యత్యాసం ఉండాలి, అంటే అవి ఆవర్తన పట్టికలో చాలా దూరంగా ఉండకూడదు; లేకపోతే, వారు అయానిక్ బంధాన్ని తయారు చేస్తారు. కాబట్టి, ఎలక్ట్రోనెగటివిటీలో తక్కువ వ్యత్యాసం ఉండాలి. మూడవది వారి పరాక్రమాలు కూడా అలాంటిదే. ఇప్పుడు, ఇవి మాత్రమే నియమాలు లేదా మార్గదర్శకాలు కాదు ఎందుకంటే అక్కడ ఉల్లంఘనలు ఉన్నాయి, కానీ చాలా లోహ వ్యవస్థలలో అవి అనుసరించబడతాయి. మరియు నాల్గవది స్ఫటిక నిర్మాణాలు ఒకేవిధంగా ఉండాలి.
కాబట్టి, అధిక పరాక్రమం ఉన్న మూలకం తక్కువ పరాక్రమం యొక్క అంశంలో పరిష్కరించే అవకాశం ఉంది. మరియు ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ వ్యత్యాసం పెద్దదిగా ఉంటే, అప్పుడు అలాయ్ తయారు చేయడానికి బదులుగా, అది ఒక క్రమబద్ధమైన సమ్మేళనాన్ని తయారు చేస్తుంది, ఇది ఇంటర్ మెటాలిక్ కావచ్చు, దీనిని లైన్ కాంపౌండ్ అని అంటారు. ఎలక్ట్రోనెగటివిటీలో పెద్ద తేడా కారణంగా ఇది మెటాలిక్ బాండింగ్ కంటే అధిక అయానిక్ లేదా సమయోజనీయ స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
కాబట్టి, మీరు నిర్మాణాలను ఏర్పాటు చేసినప్పుడు అనుసరించాల్సిన కొన్ని మార్గదర్శకాలు ఇవి. డీవియేషన్ లు సాధారణంగా తక్కువ ఘన ద్రావణీయతకు దారితీస్తాయి. ఈ నియమాల నుండి మీకు విచలనాలు ఉంటే అవి తక్కువ ఘన ద్రావణీయతకు దారితీస్తాయి, అంటే మీరు అతిధేయ దశలో పెద్ద మొత్తంలో మలినాన్ని కరిగించలేరు, పెద్ద పరిమాణ వ్యత్యాసం ఉంటే, పెద్ద శౌర్య వ్యత్యాసం ఉంటే, స్ఫటిక నిర్మాణంలో పెద్ద మార్పు ఉంటుంది ఎందుకంటే అవి ఒకదానితో మరొకటి అనుకూలంగా లేవని మీకు తెలుసు.
(స్లైడ్ టైమ్ రిఫర్ చేయండి: 29:34)
కాబట్టి, నేను మీకు కొన్ని ఉదాహరణలు ఇస్తాను. మొదటి ఉదాహరణ కోసం, మనం సిల్వర్-గోల్డ్ అనుకుందాం. కాబట్టి, ఇక్కడ సిల్వర్ ఎఫ్ సిసి నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంది, బంగారం మళ్ళీ ఎఫ్ సిసి నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంది, వెండి 1.44Å వ్యాసార్థం కలిగి ఉంది, బంగారం 1.44 Å వ్యాసార్థం కలిగి ఉంది, ఇది 1 యొక్క శక్తిని కలిగి ఉంది, ఇది ఎలక్ట్రోనెగిటివ్ 19 ను కలిగి ఉంది, ఇది 2.4 ఎలక్ట్రోనెగటివిటీని కలిగి ఉంది. కాబట్టి అవి ఒక దృఢమైన పరిష్కారాన్ని చేస్తాయి, ఇది విస్తృతమైన, పొడిగించబడిన ఘన పరిష్కారం. అదేవిధంగా, కాపర్-నికెల్, మరియు దానికి కారణం కాపర్ ఎఫ్ సిసి, నికెల్ ఎఫ్ సిసి, కాపర్ 1.28 వ్యాసార్థం కలిగి ఉంది, నికెల్ 1.25 వ్యాసార్థం కలిగి ఉంది, వాటి పరాక్రమం మార్గం ద్వారా సమానం కాదు, కాపర్ ప్లస్ 1 కావచ్చు, ఎలక్ట్రోనెగటివిటీలు చాలా ఒకేవిధంగా ఉంటాయి మరియు అవి కాపర్ నుండి నికెల్ వరకు పొడిగించబడిన ఘన పరిష్కారాలను చేస్తాయి.
ఆపై సిలికాన్-జర్మానియం అనేది మరొక వ్యవస్థ, ఇది చాలా ప్రసిద్ధ వ్యవస్థ. కాబట్టి, సిలికాన్-జర్మానియం రెండూ డైమండ్ క్యూబిక్. నేను డైమండ్ క్యూబిక్ స్ట్రక్చర్ కు వస్తాను, తరువాత, సిలికాన్ వ్యాసార్థం 1.22, ఇది 1.18, వాలెన్స్ రెండింటికీ 4, ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ ఒకేవిధంగా ఉంటుంది, అందువల్ల అవి పొడిగించబడ్డ ఘన ద్రావణాన్ని తయారు చేస్తాయి.
మరోవైపు, మీరు క్యూ-జెడ్ న్ తయారు చేసినప్పుడు, కాపర్ అనేది ఎఫ్ సిసి, జింక్ అనేది హెచ్ సిపి. ఘన ద్రావణీయత పరిమితం గా ఉండటం వల్ల, మీరు కాపర్ లో 35% జింక్ మాత్రమే ఉంచగలరు. మరియు జింక్ లో దాదాపు 1 % రాగి రెండవ దశ ను తయారు చేయకుండా. ఇది రాగి వైపు 35 జింక్ వరకు ఘన ద్రావణాన్ని తయారు చేస్తుంది. మరియు ఇది జింక్ వైపు 1 % కాపర్ వరకు మాత్రమే ఘన ద్రావణాన్ని చేస్తుంది. ఒకవేళ మీరు ఈ రెండు శ్రేణుల మధ్య ఉన్నట్లయితే, అప్పుడు అవి ఘనం కాని రెండవ దశలను చేస్తాయి, ఇది ఘన పరిష్కారాలు కావచ్చు లేదా కాకపోవచ్చు, కానీ విభిన్న దశలు ఉన్నాయి ఎందుకంటే ఇది ఎక్కువ జింక్ లేదా అంతకంటే ఎక్కువ రాగిని కలిగి ఉండదు.